Experimental measurement and numerical modeling of the mechanical behavior of technical textiles

The present study aims to numerically predict the mechanical behaviour at the meso scale of the technical textiles (Glass plain weave composite reinforcement & tetraxial technical textile). Tetraxial textile has warp, weft, and two diagonal yarns oriented at symmetrical angles (typically ±45°) interlaced in the same weaving process. The flexibility of the manufacturing technique could allow for hybrid distribution of the yarn materials and, as consequence, a wide range of mechanical behaviour. For an accurate modelling, a hyperelastic constitutive model of the fibrous yarns in the textile was considered to account for the peculiar nonlinear behaviour of the textile. The modelling of the technical textile representative volume (RV) allowed predicting the mechanical response for uniaxial and biaxial tensile tests. The comparison of FE analyses with the experimental measurements highlights the accuracy of the numerical model to predict the nonlinear behaviour of the technical textiles.

Il presente studio mira a caratterizzare sperimentalmente ed a prevedere numericamente il comportamento meccanico di tessuti tecnici, in particolare: rinforzi ad orditura piana per materiali compositi e tessuti tecnici tetrassiali. Il nuovo tessuto tetrassiale è composto da trama, ordito e due diagonali orientati ad angoli simmetrici (tipicamente ± 45 °) interlacciati nello stesso processo di tessitura. La flessibilità della tecnica di produzione consente una distribuzione ibrida dei materiali del filato e, di conseguenza, un'ampia gamma di comportamento meccanico. Per una modellazione numerica accurata, è stato considerato un modello costitutivo iperelastico per i fili, per cogliere il comportamento non lineare peculiare del tessuto. La modellazione alla scala meso del volume rappresentativo del tessuto (RV) ha consentito di prevedere la risposta meccanica per sollecitazioni di trazione uniassiale e biassiale. Il confronto delle previsioni numeriche e le misurazioni sperimentali evidenzia l'accuratezza del modello numerico per predire il comportamento macroscopico non lineare dei tessuti tecnici.